(57)【要約】【課題】  良好な洗浄を行うことができる洗浄装置を提供する。【解決手段】  本発明の一態様にかかる洗浄装置は、基板を洗浄する基板洗浄装置１００であって、ミストを生成する噴霧器１０８が配置されたミスト発生室１０１と、ミスト発生室１０１とは別に設けられ、ミストを基板１０７の表面に付着させるミスト付着室１０２と、ミストを付着させた基板１０７を洗浄液により超音波洗浄する超音波洗浄室１０３とを備え、噴霧器１０８の噴霧口１１１はミスト発生室１０１内の底壁に向かって配置され、噴霧口１１１から底壁に対して洗浄液を噴霧し飛散させることによりミストを発生させるものである。【選択図】図１
2007033730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
ミストを生成する噴霧器が配置されたミスト発生室と、
前記ミスト発生室とは別に設けられ、前記ミストを前記基板の表面に付着させるミスト付着室と、
前記ミストを付着させた前記基板を洗浄液により洗浄する洗浄室と、
を備え、
前記噴霧器の噴霧口は前記ミスト発生室内の内壁に向かって配置され、前記噴霧口から前記内壁に対して液体を噴霧し飛散させることによりミストを発生させる基板洗浄装置。
【請求項２】
前記ミスト発生室から前記ミスト付着室にミストを供給するミスト供給口は、前記基板の搬送経路よりも上方に設けられている請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記ミスト発生室は前記ミスト付着室よりも上方に設けられている請求項１又は２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記噴霧口と前記ミスト供給口との間に隔壁が設けられている請求項１、２又は３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶パネルの製造方法であって、
噴霧器から前記ミスト発生室内の内壁に向かって液体を噴きつけてミストを発生させ、
前記基板にミストを付着させ、
前記ミストが付着された基板を洗浄液により洗浄する液晶パネルの製造方法。
【請求項６】
前記基板上にラビング処理をした配向膜を形成し、
前記配向膜が形成された基板上に前記ミストを付着させる請求項５に記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の洗浄装置及びこれを用いた液晶パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶パネルは、ガラスなどからなる一対の基板と、両基板間に挟持された液晶とを備えている。これら両基板の対向する面には、ＩＴＯなどからなる透明電極が形成されており、当該透明電極の上にはラビング処理が施された配向膜が順次積層形成されている。
【０００３】
通常、配向膜は、基板上にポリイミドなどの高分子膜を形成し、当該高分子膜をナイロンなどのラビング布で擦ることにより形成される。ラビング処理を行った後の基板表面には、ラビングカスなどの異物が付着している。このラビング処理により付着した異物を除去するため、従来から、ラビング処理後の基板を純水又はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）水溶液などの洗浄液によりウェット洗浄するウェット洗浄方法が広く用いられている。
【０００４】
ところで、配向膜は一般的に水の接触角が大きく、水をはじきやすい。このため、配向膜が形成された基板を上述の洗浄液を用いて洗浄すると、洗浄液が流れるところと流れないところができてしまい、水の流れ跡のような洗浄ムラが発生する場合がある。このとき、洗浄液が流れる部分と流れない部分との界面に、配向膜や洗浄液に含まれる不純物が凝集し、配向膜に局所的に吸着してしまうことがある。このような配向膜の局所的な表面状態の変化により、液晶の配向不良が生じ、液晶パネルの表示品質が低下するという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、ラビング処理された基板の表面にスプレーノズルにより洗浄液を噴霧し、基板表面全体にわたって均一に霧状の洗浄液を供給し、その後ウェット洗浄を行うことにより、上記の洗浄ムラを軽減する洗浄装置が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５０８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の洗浄装置では、洗浄液をスプレーノズルにより直接基板上に噴霧している。このため、噴霧した洗浄液の粒径が大きいものが発生し、基板上に付着してしまうことがある。この場合、ウェット洗浄を行う前に、基板上の霧状の洗浄液が付着した部分と洗浄液が付着していない部分との界面に不純物が凝集し、配向膜に不純物が吸着する場合がある。このため、液晶の配向不良が生じ、液晶パネルの表示品質が低下してしまう。
【０００７】
また、洗浄液として純水を用いる場合には、霧状の洗浄液の粒径の大きさにより純水中の生菌数が変化したり、不純物混入により比抵抗が低下する場合がある。これらに起因して、配向膜の表面状態が局所的に変化する恐れがある。
【０００８】
本発明は、このような問題を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、良好な基板の洗浄を行うことができる洗浄装置及びこれを用いた液晶パネルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる洗浄装置は、基板を洗浄する基板洗浄装置であって、ミストを生成する噴霧器が配置されたミスト発生室と、前記ミスト発生室とは別に設けられ、前記ミストを前記基板の表面に付着させるミスト付着室と、前記ミストを付着させた前記基板を洗浄液により洗浄する洗浄室とを備え、前記噴霧器の噴霧口は前記ミスト発生室内の内壁に向かって配置され、前記噴霧口から前記内壁に対して液体を噴霧し飛散させることによりミストを発生させるものである。このような構成とすることによって、ミストの粒径を小さくし、良好な基板の洗浄を行うことができる。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる洗浄装置は、上記の洗浄装置において、前記ミスト発生室から前記ミスト付着室にミストを供給するミスト供給口は、前記基板の搬送経路よりも上方に設けられているものである。このような構成とすることによって、基板表面全体に均一にミストを付着させることができ、より良好な基板の洗浄を行うことができる。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる洗浄装置は、上記の洗浄装置において、前記ミスト発生室は前記ミスト付着室よりも上方に設けられているものである。このような構成とすることによって、基板表面全体により均一にミストを付着させることができる。
【００１２】
本発明の第４の態様にかかる洗浄装置は、上記の洗浄装置において、前記噴霧口と前記ミスト供給口との間に隔壁が設けられているものである。このような構成とすることによって、ミストの粒径をさらに小さくすることができ、より良好な基板の洗浄を行うことができる。
【００１３】
本発明の第５の態様にかかる液晶パネルの製造方法は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶パネルの製造方法であって、噴霧器から前記ミスト発生室内の内壁に向かって液体を噴きつけてミストを発生させ、前記基板にミストを付着させ、前記ミストが付着された基板を洗浄液により洗浄する。これにより、基板を良好に洗浄することができ、高品位の液晶パネルを製造することができる。
【００１４】
本発明の第６の態様にかかる液晶パネルの製造方法は、上記の製造方法において、前記基板上にラビング処理をした配向膜を形成し、前記配向膜が形成された基板上に前記ミストを付着させる。本発明は、このような場合に、配向膜への不純物の吸着を抑制し、液晶の配向不良をより抑制することができるため、特に有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、良好な洗浄を行うことができる洗浄装置および高品位の液晶パネルを製造することができる液晶パネルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を図を使用して説明する。なお、これらの図および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明に合致する限り、他の実施の形態も本発明の範疇に属しえることは言うまでもない。
【００１７】
本発明の実施の形態にかかる洗浄装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる洗浄装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる洗浄装置１００は、ミスト発生室１０１、ミスト付着室１０２、超音波洗浄室１０３、シャワー洗浄室１０４、乾燥室１０５、搬送ローラ１０６を備える。
【００１８】
本実施の形態においては、ミスト付着室１０２、超音波洗浄室１０３、シャワー洗浄室１０４、乾燥室１０５が順次連続するように配置されている。搬送ローラ１０６は、基板１０７をミスト付着室１０２から乾燥室１０５まで順次搬送するように設けられている。この洗浄装置１００は、順次基板１０７が投入され洗浄される枚葉式になっている。ミスト発生室１０１は、ミスト付着室１０２の外側に別に設けられている。本実施の形態においては、超音波洗浄室１０３の上に設けられている。ここでは、ガラス基板上にラビング処理が施された配向膜が形成された基板１０７を洗浄する場合について説明する。また、洗浄液として純水を用いた場合について説明する。なお、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）水溶液など他の洗浄液を用いることも可能である。
【００１９】
ミスト発生室１０１は、後述する洗浄において用いる洗浄液と同じ液体からなるミストを発生させる。本実施の形態においては、純水のミストを発生させる。ミスト発生室１０１には、噴霧器１０８が設けられている。本実施の形態においては、３本の噴霧器１０８を配置した。噴霧器１０８としては、通常知られている、二流体ノズルなどを用いることができる。噴霧器１０８には、洗浄液である純水を貯留する純水タンク１０９がポンプ１１０を介して接続されている。
【００２０】
ポンプ１１０を駆動させ、純水タンク１０９から噴霧器１０８に供給される純水を、エアを用いて微細な粒子にすることにより、噴霧器１０８の噴霧口１１１から純水を霧状に噴出させることができる。また、超音波を利用して洗浄液を霧状に噴出させてもよい。
【００２１】
噴霧器１０８の噴霧口１１１は、ミスト発生室１０１の内壁の一つである底壁に向かって配置されている。噴霧口１１１から、ミスト発生室１０１の底壁に向かって純水を噴霧し飛散させることにより、より細かなミストを発生させる。ここでは、噴霧器１０８から噴霧された洗浄液を、ミスト発生室１０１の底壁に当てて、飛散させたものをミストと呼ぶこととする。このように、噴霧器１０８から噴霧した洗浄液を、ミスト発生室１０１の底壁に当てることにより、ミストの粒径をより小さくすることができる。
【００２２】
これにより、ミストが基板１０７上に付着した際に、ミストが付着した部分と付着していない部分との界面に不純物が凝集し、配向膜に不純物が吸着することを抑制することができる。したがって、これに起因して発生していた液晶の配向不良を抑制することができ、液晶パネルの表示品質の低下を防止することができる。
【００２３】
なお、ここでは、噴霧器１０８の噴霧口１１１をミスト発生室１０１の底壁に向かって配置したが、これに限定されるものではない。噴霧器１０８の噴霧口１１１をミスト発生室１０１の横壁に向かって配置してもよい。噴霧器１０８を、ミスト発生室１０１の内壁に向かって噴霧口１１１から噴霧し、洗浄液を飛散させてミストを発生させることができるように配置すればよい。
【００２４】
ミスト付着室１０２は、初段階の洗浄である超音波洗浄をする前に、ミスト発生室１０１において発生させたミストを、配向膜が形成された基板１０７の表面全体に付着させる、洗浄前処理を行う。ミスト付着室１０２の搬送ローラ１０６の上方には、ミスト発生室１０１において発生させたミストを供給するミスト供給口１１２が設けられている。ミスト付着室１０２の局所排気を調整することにより、ミスト供給口１１２を介してミスト発生室１０１からミスト付着室１０２へとミストを供給することができる。したがって、ミストは搬送ローラ１０６上に載置された基板１０７の上方から供給される。すなわち、基板１０７の搬送経路の上方からミストは供給される。これにより、基板１０７の表面全体に均一にミストを付着させることができる。
【００２５】
また、ミスト発生室１０１は、基板１０７の搬送経路より上方に設けられていることが好ましい。これにより、ミスト発生室１０１において発生させたミストを効率よくミスト付着室１０２に供給し、基板１０７に付着させることができる。
【００２６】
ミスト供給口１１２と噴霧器１０８との間には隔壁１１３が設けられる。隔壁１１３は、噴霧器１０８から噴霧される純水が、ミスト供給口１１２からミスト付着室１０２に直接流入しないように設けられる。これにより、粒径が小さいミストだけをミスト付着室１０２に供給することができ、配向膜への不純物の吸着をさらに抑制することができる。なお、噴霧器１０８から噴霧される純水がミスト付着室１０２に直接流入しないようにすれば、隔壁１１３に向かって噴霧器１０８から純水を噴霧してもよい。
【００２７】
超音波洗浄室１０３は、ミストを付着させた基板１０７を超音波洗浄する。超音波洗浄室１０３の搬送ローラ１０６の上方には、複数の超音波洗浄装置１１４が基板１０７の搬送方向に沿って配置されている。この超音波洗浄装置１１４には、洗浄液を貯留した洗浄液タンク１１５がポンプ１１６を介して接続されている。本実施の形態においては、洗浄液として純水を用いている。したがって、洗浄液タンク１１５には、純水タンク１０９と同様に純水が貯留されている。ポンプ１１６を動作させて洗浄液タンク１１５から超音波洗浄装置１１４へ供給された純水には、高周波の超音波が付与される。この超音波が付与された純水を超音波洗浄装置１１４から基板１０７に対して噴出し、基板１０７の洗浄を行う。
【００２８】
シャワー洗浄室１０４は、超音波洗浄後の基板１０７に対して次段階のシャワー洗浄を行う。また、シャワー洗浄室１０４の搬送ローラ１０６の上下には、搬送ローラ１０６により搬送される基板１０７に洗浄液タンク１１５から供給される純水を吹き付けることができるシャワーノズル１１７が設けられている。
【００２９】
乾燥室１０５は、シャワー洗浄後の基板１０７を乾燥させる。乾燥室１０５の搬送ローラ１０６の上下には、加圧空気を噴出させて基板１０７の水分を吹き飛ばし、乾燥させるためのエアナイフ１１８が配置されている。
【００３０】
ここで、上述の洗浄装置を用いた液晶パネルの製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態にかかる液晶パネルの製造工程の一部を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、電極などが形成されたガラス基板上に配向膜を形成する（ステップＳ１０１）。具体的には、ガラス基板上にポリイミド膜を形成する。そして、形成したポリイミド膜をラビング布を用いて一定方向に擦ってラビング処理を施し、配向膜を形成する。
【００３２】
次に、基板１０７の濡れをよくするために、基板１０７にミストを付着させる、洗浄前処理を行う（ステップＳ１０２）。まず、ポンプ１１０を駆動させ、純水タンク１０９の純水を噴霧器１０８に送る。そして、供給された純水を噴霧器１０８からミスト発生室１０１の底壁に向かって噴霧し、噴霧された純水を底壁に当てて飛散させ、ミストを発生させる。その後、ミスト発生室１０１において発生させたミストをミスト供給口１１２からミスト付着室１０２に供給する。
【００３３】
そして、ラビング処理後の基板１０７を搬送ローラ１０６によりミスト付着室１０２に搬送し、基板１０７上に、純水のミストを付着させる。上述したように、本発明においては、ミストの粒径を小さくすることができるため、ミストを基板１０７上に付着させたときに発生していた配向膜への不純物の吸着を抑制することができる。これにより、液晶の配向不良を抑制することができ、高品位の液晶パネルを製造することが可能である。
【００３４】
次に、ラビング工程において付着した異物を取り除くために、ウェット洗浄を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、まず、基板１０７を搬送ローラ１０６により超音波洗浄室１０３に搬送する。そして、ポンプ１１６を動作させて洗浄液タンク１１５から超音波洗浄装置１１４に洗浄液を供給する。この洗浄液に超音波が付与されて超音波洗浄装置１１４から基板１０７の表面に噴出され、これにより、基板１０７の超音波洗浄を行う。さらに、基板１０７を搬送ローラ１０６によりシャワー洗浄室１０４に搬送する。そして、シャワーノズル１１７により、基板１０７に対して上下から洗浄液を噴出させ、シャワー洗浄を行う。
【００３５】
上述したように、洗浄前処理工程（ステップＳ１０２）において、基板１０７の表面全面にわたって均一に純水を供給しているため、基板の表面が均一に濡れ、洗浄ムラを確実に防止することができる。したがって、配向膜の下地として塗布されたシランカップリング剤などの薬剤や加水分解物などの不純物が溶出しても、洗浄前に基板１０７にミストを付着させることにより、基板１０７の表面全体を良好に洗浄することができる。すなわち、これらの不純物は配向膜に吸着することなく、ウェット洗浄工程において洗浄液と一緒に流れ落ちる。
【００３６】
その後、基板１０７の乾燥を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、基板１０７を搬送ローラ１０６により乾燥室１０５に搬送する。そして、エアナイフ１１８から加圧エアを噴出させて基板１０７の表面の水分を吹き飛ばして乾燥させる。
【００３７】
このようにして洗浄した後の２枚の基板１０７を対向配置し、これら両基板１０７を貼り合せ（ステップＳ１０５）、その間に液晶を封入する（ステップＳ１０６）。これにより、液晶の配向不良を抑制した高品位の液晶パネルを製造することができる。
【００３８】
上述した洗浄装置１００を用いて、噴霧器１０８に供給される純水の供給圧力を０．０２ＭＰａ、０．０５ＭＰａ、０．１ＭＰａ、０．１５ＭＰａ、０．２ＭＰａと変化させた場合の、ミストの粒径の変化を調べた。図３に、このときのミストの粒径を示す。比較として、従来のように噴霧器１０８から直接基板１０７上に噴霧した場合の霧状の純水の粒径を図４に示す。図３及び図４において、■は粒径の最大値であり、▲は粒径の最小値である。
【００３９】
なお、純水供給圧力を０．０２ＭＰａとした場合は純水供給圧力が小さいため、ミスト状にはならなかった。したがって、十分なミストを発生させるためには０．０５ＭＰａ以上の純水供給圧力が必要である。また、０．２ＭＰａで十分なミスト量が得られるため、純水供給圧力は０．０５〜０．２ＭＰａとすることができる。図３及び図４においては、純水供給圧力が０．０２ＭＰａのときのミスト及び霧状の洗浄液の粒径は記載していない。
【００４０】
図３に示すように、本実施の形態にかかるミストの粒径最大値は、純水供給圧力０．０５〜０．２ＭＰａにおいて、１００〜１２０μｍである。一方、図４に示すように、従来の霧状の洗浄液の粒径最大値は、純水供給圧力０．０５ＭＰａ〜０．２ＭＰａにおいて、１２００〜２２００μｍである。したがって、本実施の形態にかかる洗浄装置を用いることによって、ミストの粒径を小さくすることができた。
【００４１】
また、図４に示すように、従来の霧状の洗浄液の最大粒径と最小粒径の差は、１０００〜２０００μｍであった。これに対し、本実施の形態にかかる洗浄装置を用いた場合、図３に示すように、ミストの最大粒径と最小粒径の差を、４０〜６０μｍとすることができた。したがって、粒子径のバラツキを小さくすることができた。これにより、粒径のバラツキに起因して発生する、配向膜の表面状態の局所的な変化を抑制することができる。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、ミスト発生室１０１において、噴霧器１０８から噴霧される純水を、ミスト発生室１０１の底面に当て飛散させることによりミストを発生させる。この粒径が小さく、バラツキの少ないミストを、基板１０７に付着させ、基板１０７の表面全体を均一に濡らす。このため、洗浄ムラの発生を確実に防止することができ、また、ミストの付着に起因する配向膜の表面状態の変化も抑制することができる。この結果、液晶の配向不良の発生を抑制することができ、液晶パネルの表示品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施の形態にかかる洗浄装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる液晶パネルの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】実施の形態にかかる洗浄装置における噴霧器に供給される純水供給圧力とミストの粒径の関係を示すグラフである。
【図４】従来の洗浄装置における噴霧器に供給される純水供給圧力と洗浄液の粒径の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１００  洗浄装置
１０１  ミスト発生室
１０２  ミスト付着室
１０３  超音波洗浄室
１０４  シャワー洗浄室
１０５  乾燥室
１０６  搬送ローラ
１０７  基板
１０８  噴霧器
１０９  純水タンク
１１０  ポンプ
１１１  噴霧口
１１２  ミスト供給口
１１３  隔壁
１１４  超音波洗浄装置
１１５  洗浄水タンク
１１６  ポンプ
１１７  スプレーノズル
１１８  エアナイフ
【図１】
2007033730.tif 000003
【図２】
2007033730.tif 000004
【図３】
2007033730.tif 000005
【図４】
2007033730.tif 000006